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        含羞草的“害羞”時(shí)刻
        ——環(huán)境對(duì)含羞草的影響研究

        2024-05-06 02:32:22成都市錦江區(qū)師一學(xué)校張宇涵
        發(fā)明與創(chuàng)新 2024年14期
        關(guān)鍵詞:葉枕鳴笛含羞草

        ◎成都市錦江區(qū)師一學(xué)校 張宇涵

        在廣西游玩時(shí),我發(fā)現(xiàn)了一種“會(huì)動(dòng)”的植物——含羞草。當(dāng)受到外界刺激時(shí),它們會(huì)害羞地合上葉片。

        哪些因素或者環(huán)境會(huì)讓含羞草閉合葉片呢?回到家里后,我開啟了對(duì)這種植物的“探索之旅”。

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        含羞草是豆科含羞草屬植物,喜溫暖濕潤(rùn)環(huán)境,對(duì)土壤要求不嚴(yán),能耐半陰。小葉細(xì)小,羽狀排列,頭狀花序,花呈淡紅色。

        含羞草為直根性植物,須根很少。全株可入藥,有安神鎮(zhèn)靜、止血收斂和散瘀止痛等功效。

        圖1 含羞草

        實(shí)驗(yàn)一 外界溫度影響實(shí)驗(yàn)

        我用電烤爐提供60 ℃~90 ℃的環(huán)境,將購(gòu)買的兩盆含羞草放在電烤爐前進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察在不同的溫度環(huán)境下不同的時(shí)間段含羞草的變化。

        我將電烤爐的溫度設(shè)置為90 ℃,將第一盆含羞草放在電烤爐前。我將另一個(gè)電烤爐的溫度設(shè)置為70 ℃,將第二盆含羞草放在它前面。

        過(guò)了30秒,我發(fā)現(xiàn),第一盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢閉合;第二盆含羞草沒(méi)有變化。過(guò)了60秒,第一盆含羞草大部分葉片閉合,整盆含羞草無(wú)精打采的;第二盆含羞草還是沒(méi)有變化。過(guò)了90秒,第一盆含羞草的葉片完全閉合,靠近電烤爐的部分緩慢下垂;第二盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢閉合。過(guò)了120秒,第一盆含羞草的葉片全部下垂;第二盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢下垂。過(guò)了150秒,第二盆含羞草的葉片全部下垂。

        實(shí)驗(yàn)表明:含羞草的葉片閉合受溫度影響,溫度越高,閉合需要的時(shí)間越短。

        圖2 在90 ℃的溫度下120秒后的含羞草

        圖3 在70 ℃的溫度下150秒后的含羞草

        實(shí)驗(yàn)二 外界聲音影響實(shí)驗(yàn)

        白天,我在地下停車場(chǎng)用汽車?guó)Q笛的聲音(約91分貝)模擬高分貝聲音,將兩盆含羞草分別放在距離汽車?yán)燃s1米和約5米的地方。

        我通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn):汽車一鳴笛,距離汽車?yán)燃s1米的那盆含羞草立馬閉合葉片,距離汽車?yán)燃s5米的那盆含羞草則沒(méi)有變化;汽車?guó)Q笛10秒后,兩盆含羞草維持汽車剛開始鳴笛時(shí)的狀態(tài);汽車?guó)Q笛20秒后,距離汽車?yán)燃s1米的那盆含羞草葉片緩慢張開,而距離汽車?yán)燃s5米的那盆含羞草還是沒(méi)有變化。

        實(shí)驗(yàn)表明:含羞草在很吵的環(huán)境下(80~100分貝)會(huì)瞬間閉合葉片,但是在適應(yīng)一段時(shí)間后便不再變化,甚至緩慢張開葉片。

        圖4 91分貝下,汽車?guó)Q笛20秒后距離汽車?yán)燃s1米的含羞草

        實(shí)驗(yàn)三 震動(dòng)刺激實(shí)驗(yàn)

        為了測(cè)試震動(dòng)對(duì)含羞草閉合葉片的影響,我用手指觸碰含羞草的葉片,發(fā)現(xiàn)它會(huì)迅速閉合葉片,一會(huì)兒后才緩慢張開。含羞草對(duì)這種刺激非常敏感,我再次觸碰葉片,葉片還是會(huì)快速閉合。

        圖5 用手指觸碰含羞草,含羞草葉片的變化過(guò)程

        葉片閉合機(jī)制

        葉片閉合機(jī)制

        含羞草的葉柄基部和復(fù)葉的小葉柄基部都有一個(gè)膨大的部分,叫作葉枕。葉枕的中心有一個(gè)大的維管束,維管束的周圍充滿了具有許多細(xì)胞間隙的薄壁組織。

        當(dāng)葉片被觸碰,震動(dòng)傳到小葉柄基部的葉枕時(shí),葉枕上半部薄壁細(xì)胞里的細(xì)胞液排到細(xì)胞間隙中,使葉枕上半部細(xì)胞的膨壓降低,而下半部薄壁細(xì)胞仍保持原來(lái)的膨壓,使葉片閉合。

        過(guò)了一段時(shí)間,當(dāng)葉枕細(xì)胞中充滿了細(xì)胞液,膨壓增加,葉片又展開來(lái)。

        實(shí)驗(yàn)四 時(shí)間影響實(shí)驗(yàn)

        含羞草的葉片閉合會(huì)不會(huì)受時(shí)間段的影響呢?我將兩盆含羞草放在家中的同一地點(diǎn),在不同的時(shí)間段觀察它們的變化,并記錄情況。

        圖6 早上6至7時(shí)的含羞草

        圖7 晚上9至10時(shí)的含羞草

        我發(fā)現(xiàn),早上含羞草會(huì)自動(dòng)張開葉片,而在晚上含羞草會(huì)自動(dòng)閉合葉片,和人類的作息差不多,很有規(guī)律。

        結(jié)論分析

        含羞草的葉片閉合受溫度、聲音、震動(dòng)和時(shí)間段的影響。

        在高溫、吵鬧的環(huán)境下,含羞草會(huì)快速閉合葉片。溫度越高,閉合葉片需要的時(shí)間越短。含羞草對(duì)震動(dòng)最為敏感,一受到刺激,葉片立馬閉合。如果震動(dòng)大,可使刺激傳至全葉,總?cè)~柄也會(huì)下垂,甚至傳遞到相鄰葉片,使其葉柄下垂。

        含羞草對(duì)低分貝聲音不敏感。在高分貝聲音的環(huán)境下適應(yīng)一段時(shí)間后,葉片不會(huì)變化,甚至緩慢張開。

        早上和晚上的含羞草也不同,早上含羞草葉片張開,晚上則閉合葉片。

        含羞草閉合葉片這一“害羞”行為,是其適應(yīng)環(huán)境的一種反應(yīng)。含羞草是草本植物,原產(chǎn)于南美洲,“身材”不高大,莖干纖細(xì),葉片細(xì)小。南美洲氣候多變,時(shí)而狂風(fēng)大作、暴雨傾盆,時(shí)而氣溫超高,含羞草在這樣的環(huán)境中生長(zhǎng),自然練就了一身“兵來(lái)將擋,水來(lái)土掩”的好功夫。

        專家點(diǎn)評(píng)

        張宇涵同學(xué)運(yùn)用控制變量的方法,定量研究含羞草,原理和方法科學(xué),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)翔實(shí),得出了“含羞草的葉片閉合受溫度、聲音、震動(dòng)和時(shí)間段的影響”結(jié)論,難能可貴。將“電烤爐”作為熱源,“汽車?guó)Q笛”作為聲源,“手指觸碰”作為震源,觀察含羞草對(duì)溫度、噪聲及觸碰等刺激的反應(yīng)程度,體現(xiàn)了作者的創(chuàng)新性。

        豆科含羞草屬植物約有500種,20余種最為常見。目前已從含羞草屬植物中分離鑒定出活性代謝成分生物堿類、黃酮類化合物約180種?;衔?-甲基四氫-β-卡賓參與了含羞草屬植物葉片“害羞”的行為,與含羞草葉片的緩慢閉合有關(guān)??茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)含羞草有學(xué)習(xí)和記憶能力。

        含羞草屬植物有毒,有毒成分是含羞草堿。因此,大家不要經(jīng)常觸摸含羞草,避免誤食,在研究過(guò)程中要做好必要的防護(hù)措施。

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        文苑(2020年4期)2020-05-30 12:35:16
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